全公豬肉膻味物質(zhì)研究進展

孟 曉，賀稚非，李洪軍

（西南大學食品科學學院，重慶400715）

肉類食品是人類不可缺少的主要食物之一，而豬肉又是我國絕大多數(shù)居民的主要肉品來源。目前我國生豬屠宰行業(yè)發(fā)展十分迅猛，截至2012年底，全國共有生豬定點屠宰企業(yè)21000家，年屠宰量2.23億頭。而我國人均豬肉消費量也從1990年的20kg/人上升到2012年40.0kg/人[1]。但公豬肉在烹調(diào)過程中散發(fā)出的“糞臭味”和“尿臊味”即公豬膻味（boar taint）嚴重影響人們的食欲和大眾消費，因此，在公豬屠宰前必須對其進行去勢以去除膻味。但是不少大規(guī)模養(yǎng)殖場由于生豬飼養(yǎng)量較大難以對商品公豬實施全面去勢，限制了全公豬養(yǎng)殖的實施和推廣。

全公豬即未去勢公豬（intactmale pig）具備豬肉品質(zhì)高、生長速度快、飼料報酬高、含氮化合物排放少、環(huán)境污染較小等諸多優(yōu)勢，全公豬較之于閹割公豬和母豬采食量少，生長速度快飼料轉(zhuǎn)化率高[2]。同時，公豬不閹割去勢可改善動物福利，減少動物因此而引起的應激反應及生產(chǎn)損失，并且全公豬還具有瘦肉率高，背膘薄的優(yōu)良胴體品質(zhì)和脂肪組織中脂肪含量少，不飽和脂肪酸的比例增加的營養(yǎng)優(yōu)勢，養(yǎng)殖全公豬的綜合生產(chǎn)效益比飼養(yǎng)去勢公豬高30%，具有顯著的社會與經(jīng)濟效益[3]。因此，如何降低或完全消除公豬肉膻味正逐漸成為當前豬肉品質(zhì)和育種研究領域的熱點[2]。

1 膻味物質(zhì)概況

未閹割公豬肉不被消費者接受的一個最主要原因是其本身存在的膻味，公豬膻味主要由沉積在公豬脂肪組織中的糞臭素（Skatole）[3]和雄烯酮（Anderostenone，5α-甾-16-烯-3α-酮）兩種化合物產(chǎn)生。一般認為，公豬肉的糞臭味主要來源于糞臭素，而尿臊味則主要來源于雄烯酮。但是糞臭素和雄烯酮各自對公豬膻味的貢獻大小，不同的研究者得到的結(jié)果存在一定差異。有研究表明，性激素對肝中降解糞臭素的酶有抑制作用，因而未閹割公豬降解血中糞臭素的能力較低[4]。據(jù)研究報道，在較輕屠宰體重（80～90kg）時，糞臭素引起膻味的作用大于雄烯酮[5]。胡彩虹等[6]的研究證實，雖然雄烯酮單獨作用便可造成不良氣味，糞臭素對肉味的影響更為顯著。雄烯酮主要由遺傳因素決定，而糞臭素主要取決于飼養(yǎng)因素[6]。

糞臭素又叫3-甲基吲哚，是色氨酸在大腸厭氧微生物作用下降解而產(chǎn)生的芳香族物質(zhì)，具有極強的糞臭味道。其降解作用是酶參與的一個復雜和多種產(chǎn)物的過程。糞臭素在肝臟中的降解分兩相進行，相Ⅰ在酶參與下的氧化反應產(chǎn)生具有羥基、氨基或者巰基的物質(zhì)，這些物質(zhì)是相Ⅱ反應的底物?，F(xiàn)在已經(jīng)鑒定的糞臭素的代謝產(chǎn)物主要有：UV-1，3-甲基羥吲哚（3-methyloxindole）、3-羥基-3-甲基羥吲哚（3-hydroxy-3-methyloxindole）、6-羥基-3-甲基吲哚（6-OH-3-methylindole）、2-氨基乙酰苯（2-am inoacetophenone）和5-羥基-3-甲基吲哚（6-OH-3-methylindole）[6-10]。

雄烯酮不具有激素活性，但其常常被作為一種性信息素。在睪丸間質(zhì)細胞中，雄烯酮由其前體物質(zhì)（孕烯醇酮和孕酮）在促黃體激素的作用下合成，同時伴有睪丸激素的生成。而促黃體激素則由丘腦下部的促性腺激素釋放激素控制。同時，雄烯酮的合成也受丘腦下部的睪丸激素反饋調(diào)控。睪丸中合成的雄烯酮則通過精索靜脈釋放入血液中而后進入唾液腺和脂肪組織。一般唾液腺中雄烯酮的含量較高，其氣味能被發(fā)情母豬識別從而發(fā)揮外激素的功能[11]。

2 膻味物質(zhì)的國內(nèi)外研究進展

國外對全公豬膻味物質(zhì)的研究比較全面，其中包括膻味物質(zhì)在豬體內(nèi)的代謝、影響膻味物質(zhì)含量的因素、膻味物質(zhì)的毒性、膻味物質(zhì)的檢測方法、膻味物質(zhì)的降解以及可降解糞臭素微生物關鍵基因表達等方面都有研究。Zamaratskaia等[12]通過研究發(fā)現(xiàn)，全公豬的脂肪組織里糞臭素的含量與其肝臟中的細胞色素P4502E1和P4502A6的含量有密切關系。一般來說，隨著全公豬肝臟中的上述兩種細胞色素的增加，相應的其脂肪組織里的糞臭素含量就會隨之減少。Lanthier等[13]在2007年發(fā)表的文章中再次證實了上述觀點。Terner等[14]通過研究也認為上述兩種細胞色素在糞臭素的體內(nèi)代謝過程中扮演了十分重要的角色，同時，作者進一步表明在實驗豬的肝細胞色素中P4502E1要比P4502A6的活性更強。Sinclair等[15]研究發(fā)現(xiàn)糞臭素的含量主要與飲食、飼養(yǎng)環(huán)境、豬的處理以及性別年齡和基因等有關。Zamaratskaia等[16]研究全公豬青春期體內(nèi)的糞臭素和雄烯酮的含量時發(fā)現(xiàn)這兩者含量的多少與全公豬青春期的性腺生成障礙激素和生殖器官的大小這兩個因素有一定聯(lián)系。當青春期的全公豬體重小于565g，其尿道球部腺的長度小于90mm時，其體內(nèi)的糞臭素含量較低。Pauly等[17]研究發(fā)現(xiàn)不同的閹割方法、飼養(yǎng)條件以及飼料配方多會對豬肉品質(zhì)和其糞臭素含量有所影響。Roger等[18]在研究中提到糞臭素對大鼠的肺部切片有一定毒性作用。M iller等[19]研究發(fā)現(xiàn)一定量的糞臭素會誘導造成小型馬的短暫嗅覺黏膜傷害。Weems等[20]通過研究發(fā)現(xiàn)糞臭素能夠破壞大量的DNA分子并且使其發(fā)生突變，從而有可能會導致肺部致癌物的產(chǎn)生。Hansen-M?ller[21]詳細報道了高效液相色譜法測定糞臭素的方法，Chen等[22]在2007年發(fā)表的一篇文章中借鑒Hansen-M?ller的方法并加以修改。Vestergaard等[23]介紹了應用一種基于離子流動性光譜測定法的“電子鼻”檢測全公豬體內(nèi)的雄烯酮和糞臭素，該方法對兩者的檢出范圍分別為0.09～0.88μg/g脂肪和0.01～0.26μg/g脂肪。

目前，國外也采用了各種方法來降低公豬肉的糞臭素水平。首先，可以通過改變?nèi)i的日糧組成而調(diào)節(jié)糞臭素在腸道內(nèi)的生成。Hawe[24]和Knarreborg等[25]用添加甜菜渣的飼料喂養(yǎng)全公豬，經(jīng)過一段時間后檢測實驗公豬的糞便或者血液中的糞臭素含量，發(fā)現(xiàn)其含量有明顯降低的趨勢。Hansen等[26]通過研究發(fā)現(xiàn)在喂養(yǎng)公豬的飼料中添加菊苣也具有降低其體內(nèi)糞臭素含量的作用。但是，有關這些物質(zhì)影響糞臭素水平的機理尚不完全清楚；其次，也可以采用遺傳學手段選育或者構(gòu)建膻味物質(zhì)水平低的豬。Sinclair等[15]通過研究發(fā)現(xiàn)羥基類固醇磺基轉(zhuǎn)移酶是潛在的能夠降低雄烯酮的基因，但進一步的研究仍要繼續(xù)。Squires等[27]發(fā)明了三種能夠表明豬體內(nèi)代謝膻味物質(zhì)能力的基因標記酶。Moe等[28]研究獲得一系列存在于雄烯酮代謝途徑中的關鍵基因。因此，對上述各種與膻味物質(zhì)的代謝相關的關鍵基因進行進一步的研究將有助于低膻味物質(zhì)含量的豬品種的選育；再者，采用免疫去勢的方法也是代替物理方法對公豬進行去勢的一個新技術。免疫去勢是指用促性腺激素釋放激素（gonadotropin releasing hormone，GnRH）或改變結(jié)構(gòu)的GnRH（含類似物），將其與人的分子載體蛋白結(jié)合，然后用于免疫動物，以產(chǎn)生抗GnRH抗體，抗體與體內(nèi)內(nèi)源性的GnRH結(jié)合使內(nèi)源性的GnRH失活，從而減少其對垂體的作用程度，以達到降低促黃體素（luteinizing hormone，LH）和促卵泡素（folliele stimulating hormone，F(xiàn)SH）水平的目的，進而使動物的性腺退化，睪丸類固醇激素分泌減少，最終減少公豬體內(nèi)的膻味物質(zhì)[29-30]。Morales等[29]的研究發(fā)現(xiàn)注射過GnRH抗體的未去勢公豬體內(nèi)的膻味物質(zhì)含量要明顯低于采用物理方法直接去勢的實驗公豬。相同的結(jié)果在Yuan等[30]的研究中也得到了證實。另外，也可以考慮采用不同的加工方法處理公豬肉以減少膻味物質(zhì)對公豬肉風味的影響。Lunde等[31]在研究中提到用腌泡汁可以有效降低全公豬肉里的糞臭素含量。Stolzenbach等[32]在2009年發(fā)表的一篇文章中提到用發(fā)酵和煙熏的方法可以掩蔽公豬的膻味。

國內(nèi)對全公豬膻味物質(zhì)的研究較少，其中大部分文獻主要集中在對糞臭素檢測方法的報道和綜述性文獻。鄭君杰[33]、丁玲玲[34]、李家勝[35]分別報道了高效液相色譜法檢測糞臭素的方法。而針對雄烯酮的報道甚少，謝光華等[36]在1989年發(fā)表的一篇甾類化合物的高效液相色譜痕量分析的文章曾提到過對雄烯酮的檢測。李鳳等[37]對膻味物質(zhì)——糞臭素的I相代謝產(chǎn)物的分離和分析方法進行了綜述。

3 關于膻味物質(zhì)生物降解的思考

從上述國內(nèi)外對全公豬膻味物質(zhì)的降解技術研究的文獻中不難看出，目前，在加工方面降低全公豬的膻味物質(zhì)主要從以下幾個方面來考慮：一是利用香辛料掩蔽吲哚、糞臭素等物質(zhì)，但此法去除較為困難，例如天然芳香油、香料等芳香物質(zhì)；二是利用高新技術降解膻味物質(zhì)，例如超高壓、輻射、酶降解等技術；三是利用微生物發(fā)酵掩蔽膻味物質(zhì)[38]，有報道稱在瑞士發(fā)酵香腸中發(fā)酵產(chǎn)生的香氣可以有效的掩蔽膻味物質(zhì)[39]；四是利用煙熏技術掩蔽膻味物質(zhì)，研究發(fā)現(xiàn)液態(tài)煙熏劑可以有效地掩蔽公豬的膻味[32]。但綜合看來，多數(shù)應用于膻味物質(zhì)降解的方法和技術都著重于對其進行掩蔽處理，而不是從本質(zhì)上對膻味物質(zhì)進行降解。再者，如果利用超高壓、輻射等處理手段對含有膻味物質(zhì)的公豬肉進行降解，可能會造成肉制品原有品質(zhì)的改變，從而可能會影響其食用品質(zhì)。

目前，國內(nèi)外關于采用生物手段對膻味物質(zhì)進行降解的研究較少，其中有很大一部分集中在對于膻味物質(zhì)——糞臭素的降解研究上。Kohda等[40]在其研究中發(fā)現(xiàn)一種從豬的糞便中獲得的梭菌能夠降解糞臭素，當糞臭素濃度為0.05%（w/v）時，該種菌株能夠在4周的時間內(nèi)使其降解率達到32.18%。Yin等[41]在研究中提到從一種木材中分離出的綠膿假單胞菌可以在3d的時間內(nèi)將濃度為2.5mmol/L的糞臭素完全降解，但是隨著糞臭素濃度的增加，其降解所需的時間會略有延長。Gu[42]在研究中發(fā)現(xiàn)一種產(chǎn)甲烷的細菌能夠在36d的時間內(nèi)將濃度為1～1.5μmol/L的糞臭素完全降解。從上述研究中不難看出，對于利用生物方法降解膻味物質(zhì)的研究都沒有涉及到對其降解機理的研究，如果不能夠了解微生物降解膻味物質(zhì)的機理，那就無法將該種方法繼續(xù)深入下去，因此，在后續(xù)的科學研究中應該突出這一方面的內(nèi)容。

因此，如果應用一定的生物技術手段，例如在一定環(huán)境中篩選出具有轉(zhuǎn)化降解膻味物質(zhì)的菌株，進一步應用高級分子生物學和基因工程技術，來確認在這些菌株中產(chǎn)生脫毒作用的基因，得到這些基因后，讓其在微生物中克隆和表達，構(gòu)建基因工程菌，從而工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)具有轉(zhuǎn)化降解膻味物質(zhì)的生物制品。但是，這項技術也存在一些正待解決的問題。首先，從一定環(huán)境中篩選出來的菌株轉(zhuǎn)化膻味物質(zhì)的效率不高，雖然可采用一些特定的誘變手段提高其轉(zhuǎn)化率，但誘變后的菌株是否具有一定安全性還有待研究；其次，應用生物技術降解膻味物質(zhì)產(chǎn)生的副產(chǎn)物是否還會具有毒性目前也還未有定論，也需要做進一步的研究；再者，將得到的具有降解作用的基因進行克隆后做成基因工程菌的安全性還需要今后進行更仔細的研究。但可以確定的是，在未來應用生物技術降解食物和飼料中的膻味物質(zhì)一定會具有十分廣闊的市場前景。

5 結(jié)論

中國大部分公豬在屠宰前是要經(jīng)過閹割的，外科手術的閹割對豬來說是痛苦的，不僅違反了動物福利，而且豬在緊張和痛苦的條件下會產(chǎn)生對人體不利的應激物質(zhì)。因此，隨著時代的發(fā)展，外科的閹割在世界范圍內(nèi)將會被禁止，禁止外科的閹割是世界發(fā)展的趨勢。如果不采用一個科學有效的解決措施，將不利于生豬產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)的發(fā)展。而本綜述中提到的全公豬膻味物質(zhì)的生物降解則可以免去動物手術，既降低養(yǎng)殖成本又能夠改善動物福利，更加有利于公豬的規(guī)?；B(yǎng)殖，而且能夠完全保留全公豬優(yōu)良的生產(chǎn)性能和肉品質(zhì)量。考慮到利用公豬生產(chǎn)豬肉的優(yōu)點，只要能有效地解決公豬的膻味這個難題，公豬肉將會被廣大消費者所接受，利用公豬生產(chǎn)豬肉將具有廣闊的發(fā)展前景。因此，今后對全公豬膻味物質(zhì)相關各方面的研究必將促進中國養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)的一次變革，產(chǎn)生良好的社會和經(jīng)濟效益。

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